當凜冽的寒風在戶外呼嘯時，最好多穿幾層衣服來保暖。但是，當你不得不外出進入酷熱的環境時，社會規範對相反的策略施加了嚴格的限制：你仍然必須只穿一層衣服。
斯坦福大學的一個研究團隊現在可能找到了一種策略，讓我們只穿一層衣服也能保持涼爽。他們報告說，一種奈米多孔織物可以幫助我們的身體透過讓身體熱量散發出去來給自己降溫（科學 2016, DOI:10.1126/science.aaf5471）。研究人員認為，用這種織物製成的服裝可以減少空調的能源使用。
我們的身體自然會釋放熱量，部分是透過發射 7 至 14 微米波長範圍內的中紅外輻射。為了幫助我們的身體降溫，崔屹和他的斯坦福同事希望設計出一種可以讓紅外輻射穿透的織物。基本上，他們正在尋找一種對中紅外輻射透明的材料。
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不幸的是，我們穿的許多織物，例如棉花，都含有吸收該波段輻射的化學基團。一種對中紅外透明的材料是聚乙烯。但它對可見光也是透明的——對於服裝來說，這不是一個理想的特性。
斯坦福大學的研究小組推斷，如果聚乙烯具有適當尺寸的孔隙——直徑在 50 到 1,000 奈米之間——它會散射可見光，使其不透明，但繼續允許中紅外線透過。幸運的是，這種材料已經存在。電池製造商使用奈米多孔聚乙烯作為鋰離子電池的隔膜。
崔屹和同事在一個模擬皮膚如何輻射熱量的裝置上測試了這種材料。與一塊棉布相比，奈米多孔聚乙烯使“皮膚”涼爽了 2.7 °C。
“這聽起來可能不多，但就節能而言，實際上可能非常巨大，”麻省理工學院的斯韋特蘭娜·V·鮑里斯基納說，她在科學雜誌上撰寫了關於這項工作的展望。她指出，將建築物或住宅的恆溫器調高几度就可以減少高達 45% 的能源使用。
斯坦福大學的研究人員以幾種方式處理了納米多孔聚乙烯，使其具有更具吸引力的、類似織物的特性。例如，他們在上面塗上聚多巴胺，使其能夠吸走水分。
鮑里斯基納說，該團隊已經展示了一種多功能織物，但仍有幾個問題需要解決，包括測試材料的舒適性和耐用性，以及尋找用不阻擋中紅外輻射的染料為材料著色的方法。
本文經《化學與工程新聞》（© 美國化學學會）許可轉載。這篇文章於2016 年 9 月 1 日首次發表。